JP5310409B2 - プラズマエッチング方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＣＤ用基板などの被処理体に対し、プラズマ化されたガスを用いてエッチングするプラズマエッチング方法に関する。

液晶表示装置（ＬＣＤ：Liquid Crystal Display）などのＦＰＤ（Flat Panel Display）に使用される例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）は、ガラス基板などの被処理基板上に、ゲート電極やゲート絶縁膜、半導体膜などをパターニングしながら順次積層していくことにより形成される。

被処理基板上へのＴＦＴの形成後、最上層に形成された表面保護膜（パッシベーション膜）を例えばプラズマエッチングし、配線接続用のコンタクトホールを形成する。このコンタクトホールには、上部から下部へ向かって開口面積が徐々に小さくなるテーパ面を備えているものがあり、これによりパッシベーション膜の表面と、前記テーパ面との交差角が鈍角となるようにしてホール内に埋め込まれる配線の断線を防止している。

コンタクトホールのテーパ面は、パッシベーション膜上に形成されたレジストパターンを予め加熱処理しテーパ面を形成して、このレジストパターン側のテーパ面の形状をエッチングによりパッシベーション膜側に転写する、いわゆるレジスト後退法などによって形成される。

ここで上述のパッシベーション膜が例えばケイ素と窒素とからなる窒化シリコン膜（以下、ＳｉＮ膜という）である場合には、例えば六フッ化硫黄（ＳＦ_６）などのエッチングガスをプラズマ化してプラズマエッチングが行われる。

通常、プラズマエッチングは減圧雰囲気で行われるが、例えば減圧雰囲気の圧力を高くするほどＳｉＮ膜のエッチング速度を大きくすることができる。一方で減圧雰囲気の圧力が高くなると、レジストのアッシング速度と比較してＳｉＮ膜のエッチング速度が大きくなり、後述するアンダーカットの状態が発生してしまい、コンタクトホールの形状制御、即ち、レジストパターンの形状をパッシベーション膜に精度よく転写することが難しくなってしまう。

このように、ＳｉＮ膜をエッチングする際のエッチング速度と、コンタクトホールの形状制御との間にはトレードオフの関係がある。このため例えばテーパ面の形状制御を優先させる場合には、エッチング速度を十分に上げることが難しく、エッチング処理のスループットを向上させることが困難であるといった問題がある。

ここで特許文献１には、１．３３Ｐａ（１０ｍＴｏｒｒ）〜１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）の範囲の圧力雰囲気下でＳＦ_６をプラズマ化し、ＳｉＮ膜をエッチングする技術が記載されており、特許文献２には、フッ素ガス及び酸素ガスの混合ガスを１Ｐａ〜１００Ｐａの範囲の圧力雰囲気下でプラズマ化し、ＳｉＮ膜をエッチングする技術が記載されている。また、特許文献３には、二フッ化カルボニルと酸素との混合ガスを利用してＳｉＮ膜をプラズマエッチングする技術が記載されている。

しかしながら上記特許文献１〜特許文献３に記載のいずれの技術においても、ＳｉＮ膜のエッチング速度とテーパ面の形状制御との関係については着目されておらず、例えばテーパ面の形状を良好に保ちつつエッチング速度を向上させるための条件は開示されていない。

特開平０１−１４６３２８号公報：第３ページ右上欄１１行目〜１６行目 特開２００８−３００４７８号公報：００１４段落、００２７段落 特開２００２−１５８１８１号公報：００４３段落、００６１段落

本発明はこのような事情に鑑みておりなされたものであり、その目的は、良好な形状制御が可能であり、且つ、高速で窒化シリコン膜のエッチングを行うことの可能なプラズマエッチング方法を提供することにある。

本発明に係るプラズマエッチング方法は、上部から下部へ向かって開口面積が徐々に小さくなる開口部を備えたレジストパターンの下層側に形成された被処理基板上の窒化シリコン膜をプラズマエッチングする方法であって、
前記被処理基板を処理容器内に搬入する工程と、
この処理容器内に六フッ化硫黄と酸素との混合ガスを供給し、当該混合ガスを１３３Ｐａ以上、２００Ｐａ以下の範囲内の圧力雰囲気下でプラズマ化して、前記窒化シリコン膜をエッチングする工程と、を含むことを特徴とする。
前記混合ガスは、六フッ化硫黄と酸素との体積比が１：６以上、１：２０以下の範囲内であることが好ましい。

また他の発明に係るプラズマエッチング方法は、上部から下部へ向かって開口面積が徐々に小さくなる開口部を備えたレジストパターンの下層側に形成された被処理基板上の窒化シリコン膜をプラズマエッチングする方法であって、
前記被処理基板を処理容器内に搬入する工程と、
この処理容器内に二フッ化カルボニルと酸素との混合ガスを供給し、当該混合ガスを１３３Ｐａ以上、２６７Ｐａ以下の範囲内の圧力雰囲気下でプラズマ化して、前記窒化シリコン膜をエッチングする工程と、を含むことを特徴とする。
前記混合ガスは、二フッ化カルボニルと酸素との体積比が１：２以上、３：２０以下の範囲内であることが好ましい。

また上記の各プラズマエッチング方法は、エッチングにより形成される前記窒化シリコン膜の開口部が、上部から下部へ向かって開口面積が徐々に小さくなる形状である場合に好適である。

本発明によれば、六フッ化硫黄や二フッ化カルボニルに酸素を混合した混合ガスを用いてプラズマエッチングを行うことにより、１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）以上の高い圧力雰囲気下であっても安定なプラズマが得られ、高速で窒化シリコン膜のエッチングを行うことができる。また混合ガスがレジストパターンをアッシングする能力有する酸素を含んでいることにより、窒化シリコン膜のエッチング速度とレジストパターンのアッシング速度との比を調整することが可能であり、上部から下部へ向かって開口面積が徐々に小さくなる開口部の形状をレジストパターンから窒化シリコン膜に精度よく転写することができる。

本実施の形態に係るプラズマエッチング方法が適用される被処理基板の一例を示す縦断側面図である。 前記被処理基板上のＴＦＴにコンタクトホールを形成する工程を示す縦断側面図である。 前記コンタクトホールにテーパ面を形成する手法を模式的に示す説明図である。 前記プラズマエッチング方法を実施するためのプラズマエッチング装置を示す断面側面図である。 プラズマエッチングに係る実験結果を示す第１の説明図である。 プラズマエッチングに係る実験結果を示す第２の説明図である。 プラズマエッチングに係る実験結果を示す第３の説明図である。 前記実験に用いられた被処理基板におけるエッチング速度の計測点を示す説明図である。 プラズマエッチングに係る実験結果を示す第４の説明図である。 プラズマエッチングに係る実験結果を示す第５の説明図である。 プラズマエッチングに係る実験結果を示す第６の説明図である。 プラズマエッチングに係る実験結果を示す第７の説明図である。 プラズマエッチングに係る実験結果を示す第８の説明図である。 プラズマエッチングに係る実験結果を示す第９の説明図である。

図１は、本実施の形態に係るプラズマエッチング方法が適用される被処理基板の一部の領域を拡大した縦断側面図を示している。図１に示した被処理基板は、例えばアクティブマトリックス方式のＬＣＤであり、図中、１ａは各画素に設けられたＴＦＴ部の縦断側面であり、１ｂはＴＦＴ部１ａに設けられた例えばゲート電極をＬＣＤの駆動回路に接続するためのコンタクト部の縦断面図である。

ＴＦＴ部１ａは、ガラス基板１１上にゲート配線膜１２を形成し、その上にＳｉＮ膜などからなるゲート絶縁膜１３を設け、さらにその上層にアモルファスシリコン膜１４やｎ＋アモルファスシリコン膜１５、ならびに信号線膜を順次形成して、エッチングにより信号線膜及びｎ＋アモルファスシリコン膜１５を左右に分離して、ソース電極１６１、ドレイン電極１６２ならびにこれらの電極１６１、１６２間に設けられたチャネル部を形成している。

このようにして形成されたＴＦＴ構造の上面側には、ＴＦＴ部１ａの表面を保護するための、例えばＳｉＮ膜からなるパッシベーション膜１７が設けられている。パッシベーション膜１７には、ソース電極１６１、ドレイン電極１６２との接触部にコンタクトホール１０３が設けられ、このコンタクトホール１０３を介して例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透明電極からなる電極膜１８を接続し、例えばソース電極１６１はソース電極１６１側の駆動回路、ドレイン電極１６２は各液晶画素の駆動電極に接続される。

一方、コンタクト部１ｂは、例えばＴＦＴ部１ａのゲート配線膜１２に接続されたゲート配線膜１２の上面側に、いずれもＳｉＮ膜からなる既述のゲート絶縁膜１３及びパッシベーション膜１７が下方側からこの順に積層された構造となっている。そしてこれら２層の膜１３、１７を貫通するコンタクトホール１０３を設けて当該コンタクトホール１０３内に電極膜１８を形成し、ゲート配線膜１２をゲート配線膜１２側の駆動回路へと接続する。また本実施の形態においては、ＴＦＴ部１ａ及びコンタクト部１ｂに設けられたコンタクトホール１０３は、背景技術にて説明したように電極膜１８の断線を防止する目的から、上部から下部へ向かって開口面積が徐々に小さくなるテーパ面が形成されている。

以上に説明した構成を備えるＴＦＴ部１ａ、コンタクト部１ｂにおいて、各部１ａ、１ｂに設けられたコンタクトホール１０３は、レジストの消費削減と製造工程の削減などの観点から一括してエッチングが行われる。例えば図２（ａ）、図２（ｂ）に示した例では、ＴＦＴ部１ａ及びコンタクト部１ｂの全体を覆うようにレジスト膜１０１を塗布してエッチング用の開口部１０２をパターニングしレジストパターンを形成する。そしてこれらの開口部１０２を介してパッシベーション膜１７、ゲート絶縁膜１３をエッチングし各部１ａ、１ｂにコンタクトホール１０３を形成している。

このようにＴＦＴ部１ａ、コンタクト部１ｂにて一括してコンタクトホール１０３をエッチングする場合には、ＴＦＴ部１ａ側においてはパッシベーション膜１７のみのエッチングが行われる一方、コンタクト部１ｂ側ではパッシベーション膜１７及びゲート絶縁膜１３をエッチングする必要があり、厚さの異なるＳｉＮ膜をエッチングすることになる。このため、ＴＦＴ部１ａ側でコンタクトホール１０３が形成されて各電極１６１、１６２へのコンタクトが可能となった後も、コンタクト部１ｂ側においてはまだコンタクトホール１０３がゲート配線膜１２に到達しておらず、エッチングの継続が必要な場合がある。このためコンタクトホール１０３の一括エッチングに使用するエッチングガスは、ＴＦＴ部１ａ側の信号線膜（ソース電極１６１、ドレイン電極１６２）をエッチングしてしまわない性質のものである必要がある。

また既述のようにコンタクト部１ｂ側のコンタクトホール１０３には電極膜１８の断線を防止するためのテーパ面が設けられるが、このテーパ面はレジスト後退法などにより形成される。塗布されたレジスト膜１０１に開口部１０２をパターニングした後、加熱処理することにより、図３（ａ）に模式的に拡大して示すように開口部１０２の内端面はテーパ形状となる。

このようにレジスト膜１０１にテーパ面が形成された状態でパッシベーション膜１７をエッチングすると、レジスト膜１０１の薄い領域側からパッシベーション膜１７がエッチングされ始めるので、図３（ｂ）に示すようにレジスト膜１０１のテーパ面の形状をパッシベーション膜１７に転写することができる。ここで背景技術にて述べたように、パッシベーション膜１７をプラズマエッチングにてエッチングする場合において、そのエッチング速度を大きくする目的でプラズマエッチングが行われる減圧雰囲気の圧力を高くすると、レジスト膜１０１側のアッシング速度と比較してパッシベーション膜１７のエッチング速度が大きくなる。この結果、図３（ｃ）に示すようにレジスト膜１０１の下面にてパッシベーション膜１７のエッチングが進行してしまい、レジスト膜１０１のテーパ形状をパッシベーション膜１７に正確に転写できないアンダーカットの状態が発生してしまう。またこのアンダーカットは、ＴＦＴ部１ａ側のコンタクトホール１０３でも発生する可能性がある。

また本実施の形態に係るプラズマエッチング方法が適用される被処理基板は、例えば長辺が２ｍ以上の大型の角型基板として構成されている。このように大型の被処理基板に対してプラズマエッチングを行う場合には、当該被処理基板を格納可能な大型の処理容器内にて、エッチングガスを均一にプラズマ化することが必要となる。特に、エッチング速度を大きくする観点から、処理容器内の減圧雰囲気の圧力を高くすると、偏ったプラズマが形成されてしまい被処理基板面内で均一なエッチングを行うことが困難となってしまうといった問題もある。

以上に説明したように、図１に示した被処理基板にコンタクトホール１０３を形成するプラズマエッチングにおいて、エッチング速度を上げてスループットを向上させるにあたっては、（１）ＴＦＴ部１ａ、コンタクト部１ｂの異なる領域にて厚さの異なるＳｉＮ膜のエッチングにあたり、ＳｉＮ膜が薄いＴＦＴ部１ａ側の信号線膜（ソース電極１６１、ドレイン電極１６２）におけるエッチングの進行を抑制すること、（２）アンダーカットの発生を抑えること、（３）被処理基板の全面に亘って均一なプラズマを形成させること、などを考慮してエッチングガスの選定や処理条件の設定を行う必要がある。本実施の形態に係るプラズマエッチング方法は、これらの要請を満たしつつ、従来法よりも高速でＳｉＮ膜のエッチングを行うことができるようになっている。以下、その詳細な内容について説明する。

以下、図４は本実施の形態に係るプラズマエッチング方法を実施するプラズマエッチング装置の構成例を示している。図４の縦断側面図に示したプラズマエッチング装置２は、例えば図３（ａ）に示すように開口部１０２のパターニングされたレジスト膜１０１が最上面に塗布された被処理基板Ｓに対して、プラズマエッチングによりＴＦＴ部１ａ及びコンタクト部１ｂにコンタクトホール１０３を形成する役割を果たす。

プラズマエッチング装置２は、その内部において被処理基板Ｓをプラズマエッチングするための真空チャンバである処理容器２０を備えている。本実施の形態に係わるプラズマエッチング装置２は、既述のように例えば長辺が２ｍ以上の大型の角型基板を処理することが可能となっており、処理容器２０についても例えば水平断面の一辺が３．５ｍ、他辺が３．０ｍ程度の大きさの角型となっている。

処理容器２０は例えばアルミニウムなどの熱伝導性及び導電性の良好な材質により構成されていると共に当該処理容器２０は接地されている。また処理容器２０の一つの側壁部２１には、処理容器２０内に被処理基板Ｓを搬入するための搬入出口２２が形成されており、この搬入出口２２はゲートバルブ２３により開閉自在に構成されている。

処理容器２０の内部には、その上面に被処理基板Ｓを載置するための載置台３が配置されている。載置台３は、処理容器２０の底面上に電気的に接続されて配置されており、下部電極としての役割を果たし、アノード電極として機能する。

また載置台３の周縁部及び側面は、載置台３上方にてプラズマを均一に形成するための、例えばセラミック材料により構成されたフォーカスリング３３により覆われている。フォーカスリング３３は被処理基板Ｓの周縁の領域のプラズマ状態を調整する役割、例えば被処理基板Ｓ上にプラズマを集中させてエッチング速度を向上させる役割を果たす。本実施の形態では、被処理基板Ｓが載置される載置領域は、例えば載置台３の上面と、その周囲のフォーカスリング３３の上面の一部とを含む領域にまたがって形成されている。

載置台３には、外部に設けられた図示しない搬送装置と当該載置台３との間で被処理基板Ｓの受け渡しを行うための昇降ピン３４が設けられている。昇降ピン３４は、昇降機構３５と接続されており、載置台３の表面から自在に突没し、被処理基板Ｓの受け渡しが行われる位置と、既述の載置領域との間で被処理基板Ｓを昇降させることができる。図中、３６は処理容器２０内を真空に保つために昇降ピン３４を覆うベローズである。

一方載置台３の上方には、この載置台３の上面と対向するように、平板状の上部電極４が設けられており、この上部電極４は角板状の上部電極ベース４１に支持されている。これら上部電極４及び上部電極ベース４１は、例えばアルミニウムにより構成され互いに導通している。上部電極ベース４１の上面は絶縁部材４１１を介して処理容器２０の天井部に取り付けられ、処理容器２０から電気的に浮いた状態となっている。上部電極ベース４１には、プラズマ発生用の高周波電源部４８が接続されており、結果的に上部電極４はカソード電極として機能する。また、これら上部電極ベース４１及び上部電極４により囲まれた空間はエッチングガスの拡散空間４２を構成している。以下、これら上部電極４、上部電極ベース４１を纏めてガスシャワーヘッド４０と呼ぶ。

処理容器２０の天井部には、前記拡散空間４２に接続されるようにガス供給路４３が設けられており、このガス供給路４３は２本に分岐して一方側のエッチングガス供給路４３１にはエッチングガス供給部４５が接続され、他方側の酸素供給路４３２には酸素供給部４６が接続されている。エッチングガス供給部４５には、被処理基板ＳのＳｉＮ膜をエッチングするための六フッ化硫黄（以下、ＳＦ_６と記す）が貯蔵されており、ＳＦ_６を気体の状態で処理容器２０へ向けて供給することができる。一方、酸素供給部４６には処理容器２０内で発生するプラズマを安定化させると共に、レジスト膜１０１のアッシング速度を調節してアンダーカットの発生を抑えるための酸素（以下、Ｏ_２と記す）が貯蔵されていて、ＳＦ_６と混合された状態のＯ_２を処理容器２０へと供給する役割を果たす。

エッチングガス供給部４５、酸素供給部４６と拡散空間４２との間の各供給路４３１、４３２には例えばマスフローコントローラなどからなる流量調節部４４が介設されている。流量調節部４４は、後述する制御部６からの指示に基づいて処理容器２０へのＳＦ_６及びＯ_２の供給量を調節する機能を備え、これによりＳＦ_６とＯ_２との混合比を調節する役割を果たしている。

本実施の形態に係るプラズマエッチング方法において流量調節部４４は、ＳＦ_６とＯ_２とを例えば１：６以上、１：２０以下の範囲の体積比に混合した状態で処理容器２０に供給することができる。具体例を挙げると、本例において流量調節部４４は例えばＳＦ_６の流量を１００ｓｃｃｍ（ｓｃｃｍ：ｍｌ／ｍｉｎ（０℃、１気圧）、以下同じ）、Ｏ_２の流量を６００ｓｃｃｍに調節して１：６の体積比に混合された混合ガスを処理容器２０へと供給するように制御される。

このようにして混合されたガスが拡散空間４２に供給されると、当該混合ガスは上部電極４に設けられたガス供給孔４７を介して被処理基板Ｓ上方の処理空間に供給され、プラズマ化されて被処理基板Ｓに対するエッチング処理を行うことができる。

一方、処理容器２０の底面には処理容器２０内の雰囲気を排気する排気路２４の一端側が接続されており、その他端側には圧力調節弁５１１を介して真空ポンプ５１が接続されていて、処理容器２０内のガスはこの排気路２４から例えば工場共通の除害装置５２へ向けて排気されるようになっている。

ここで従来のプラズマエッチング方法においては、処理容器２０内の圧力は例えば１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）未満の例えば１３．３Ｐａ（１００ｍＴｏｒｒ）程度まで減圧された高真空雰囲気の処理容器２０内に、例えばＯ_２を混合していないＳＦ_６を供給してＳｉＮ膜のエッチングが行われていた。この程度の高真空雰囲気においては、本例のような大型の処理容器２０でもプラズマは安定し、またアンダーカットの発生も抑制することができる場合もある。しかしながら、高真空雰囲気ではＳｉＮ膜のエッチング速度が遅く、十分なスループットを得ることができないという問題があった。

一方で、ＳＦ_６を単独で供給しながら処理容器２０内の圧力を上げると、安定なプラズマを形成することが困難であると共に、アンダーカットの発生が顕著になってしまうおそれが高かった。そこで、従来のプラズマエッチング装置は、例えば１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）以上といった比較的低真空の圧力雰囲気下でエッチングを実行する設計とはなっておらず、真空ポンプについても高真空雰囲気を形成可能で比較的高価なターボ分子ポンプなどの真空ポンプが採用されていた。

これに対して本実施の形態に係るプラズマエッチング方法においては、既述のようにＳＦ_６にＯ_２を例えば体積比で１：６〜１：２０の範囲で混合し、これにより比較的圧力の高い雰囲気下でも安定してプラズマを形成すると共に、ＳｉＮ膜のエッチング速度とレジスト膜１０１のアッシング速度との比を調節してアンダーカットの発生しにくい状態とすることができる。

処理容器２０内にこのような圧力雰囲気を形成するため、本実施の形態に係る真空ポンプ５１及び圧力調節弁５１１は、不図示の圧力計の指示に基づいて圧力調節弁５１１の開度を調節することにより、処理容器２０内の圧力を例えば１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）以上、２００Ｐａ（１５００ｍＴｏｒｒ）以下の範囲内の例えば１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）に調節することができる。このように、従来の高真空雰囲気と比較して低真空の状態にてプラズマエッチングを行うことが可能なことから、真空ポンプ５１は例えばターボ分子ポンプのように高真空状態を作り出すことはできないが、比較的安価なドライポンプなどにより構成される。

またプラズマエッチング装置２は制御部６と接続されている。制御部６は例えば図示しないＣＰＵとプログラムとを備えたコンピュータからなり、プログラムには当該プラズマエッチング装置２の動作、つまり、処理容器２０内に被処理基板Ｓを搬入し、処理容器２０へのＳＦ_６及びＯ_２の供給量、供給比、並びに処理容器２０内の圧力を調節してからエッチングガス（ＳＦ_６とＯ_２との混合ガス）をプラズマ化し、被処理基板Ｓにエッチング処理を施してから搬出するまでの動作に係わる制御などについてのステップ（命令）群が組まれている。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスク、メモリーカードなどの記憶媒体に格納され、そこからコンピュータにインストールされる。

以下、本実施の形態に係わるプラズマエッチング装置２の動作について説明する。初めに不図示の操作部を介し、ユーザが目的のプラズマエッチング処理のプロセスレシピを選択して制御部６に入力すると、制御部６ではこのプロセスレシピに基づいてプラズマエッチング装置２の各部に制御信号を出力し、こうして被処理基板Ｓに対して所定のプラズマエッチング処理が行われる。

先ずゲートバルブ２３を開き、図示しない外部の搬送手段により、図２（ａ）に示したように、コンタクトホール１０３に対応する開口部１０２を備えたレジスト膜１０１が表面に形成された被処理基板Ｓを処理容器２０内に搬入し、載置台３上方の受け渡し位置まで搬送する。

被処理基板Ｓが受け渡し位置に到達したら、昇降ピン３４を上昇させて搬送手段から昇降ピン３４に被処理基板Ｓを受け渡し、搬送手段は処理容器２０外に退出させ、昇降ピン３４を下降させて被処理基板Ｓを載置領域に載置する。その後搬入出口２２を閉じたら、真空ポンプ５１を稼動させて圧力調節弁５１１により処理容器２０内を例えば１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）の圧力に調整すると共に、流量調節部４４にてＳＦ_６の流量が１００ｓｃｃｍ、Ｏ_２の流量が６００ｓｃｃｍ（体積比１：６）となるように流量調整してエッチングガス供給部４５及び酸素供給部４６から両ガスを処理容器２０へと供給する。

ＳＦ_６及びＯ_２は、ガス供給路４３及び拡散空間４２内で十分に混合され、ガス供給孔４７介して処理容器２０内に吐出される。そして高周波電源部４８から上部電極４に高周波電力を供給して被処理基板Ｓの上方側の空間にプラズマを形成しＳｉＮ膜に対するプラズマエッチングを実行する。

ここでＳＦ_６は絶縁性のガスであり、大型の被処理基板Ｓを格納する処理容器２０内で均一なプラズマを形成し難い特性を持っているが、ＳＦ_６の解離を促進させる効果をもつＯ_２を、ＳＦ_６とＯ_２との体積比で１：６〜１：２０という高い比率で混合することにより、処理容器２０の全面に亘って均一なプラズマを形成することができる。これは処理容器２０内のプラズマ状態を目視で確認すること、及び後述する実施例における実験でも確認している。

一方で、Ｏ_２にはＳｉＮ膜をエッチングする能力はないため、Ｏ_２の混合比を高くするとＳｉＮ膜のエッチング速度は遅くなる可能性もある。しかし本例では処理容器２０内の圧力を例えば１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）〜２００Ｐａ（１５００ｍＴｏｒｒ）と比較的高い圧力雰囲気とすることにより、Ｏ_２の混合比を高くした場合でも処理容器２０内のＳＦ_６の分子数は従来の場合より少なくならないか、むしろ増える場合もある。そして、Ｏ_２との混合ガスでは既述のように安定したプラズマが形成されるので、ＳＦ_６の活性種も多く生成されてエッチング速度の向上に寄与する。このようにＳｉＮ膜のエッチング速度が向上する点についても後述の実施例における実験で確認している。

また、ＳＦ_６に混合されるＯ_２は、ＳｉＮ膜をエッチングする能力はないが、レジスト膜１０１をアッシングする能力を持っているため、ＳｉＮ膜のエッチング速度の向上分を補ってレジスト膜１０１のアッシング速度も高くすることができる。この結果、ＳｉＮ膜とレジスト膜１０１とが例えば均等に削り取られて、アンダーカットを発生させずにＳｉＮ膜を形成し、コンタクトホール１０３の形状制御を良好に行うことができる。この点についても後述の実施例における実験で確認している。

さらに、ソース電極１６１やドレイン電極１６２を構成する信号線膜が、ＭｏとＡｌを積層させたＭｏ/Ａｌ/Ｍｏ積層膜の様にＭｏを含む場合は、ＳＦ_６がＭｏをエッチングするためにＳｉＮ膜との選択比（Ｍｏのエッチング速度に対するＳｉＮ膜のエッチング速度の割合）が重要となる。しかし、Ｏ_２の混合比を高くすることにより、この選択比も大きくすることができる。

プラズマ化したガスは、処理容器２０内を降下して被処理基板Ｓに到達し、その表面にてエッチング処理が進行する。そして当該ガスは被処理基板Ｓの表面を伝いながら周縁部側へと流れ、フォーカスリング３３と処理容器２０との間の空間を通って排気路２４に流れ込み、処理容器２０の外へと排気される。このようにしてプロセスレシピに基づいて所定時間プラズマエッチング処理を行ったら、ＳＦ_６、Ｏ_２や高周波電力の供給を停止し、処理容器２０内の圧力を元の状態に戻した後、搬入時とは逆の順序で被処理基板Ｓを載置台３から外部の搬送手段に受け渡してプラズマエッチング装置２から搬出し、一連のエッチング処理を終了する。

本実施の形態に係るプラズマエッチング方法によれば以下の効果がある。ＳＦ_６とＯ_２とを混合した混合ガスを用いてプラズマエッチングを行うことにより、１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）以上の高い圧力雰囲気下であっても安定なプラズマが得られ、高速でＳｉＮ膜をエッチングすることができる。また混合ガスがレジスト膜１０１をアッシングする能力を有するＯ_２を含んでいることにより、ＳｉＮ膜のエッチング速度とレジスト膜１０１のアッシング速度との比を調整することが可能であり、上部から下部へ向かって開口面積が徐々に小さくなる開口部１０２の形状をレジスト膜１０１からＳｉＮ膜に転写し、コンタクトホール１０３を形成するにあたって、良好な形状制御を行うことができる。

また従来よりも低い真空雰囲気にてＳｉＮ膜のエッチングを行うことができるので、高真空雰囲気を形成するターボ分子ポンプに替えて、比較的安価なドライポンプなどを真空ポンプ５１として採用することによりプラズマエッチング装置２の装置コストを低減することができる。

次に第２の実施の形態に係るプラズマ処理方法について説明する。第２の実施の形態に係るプラズマ処理方法は、図４に示したものとほぼ同様の構成を備えたプラズマエッチング装置２により実施することができるが以下の点が異なっている。

第２の実施の形態に係るプラズマエッチング装置２においては、ＳｉＮ膜をエッチングするエッチングガスとして温暖化係数が二酸化炭素とほぼ等しい二フッ化カルボニル（ＣＯＦ_２）が採用されており、エッチングガス供給部４５にはＳＦ_６に替えてＣＯＦ_２が貯蔵されている。また本例の流量調節部４４はＣＯＦ_２とＯ_２とを例えば１：２以上、３：２０以下の範囲の体積比で混合した混合ガスとして処理容器２０に供給するようになっている。

第２の実施の形態に係る真空ポンプ５１及び圧力調節弁５１１は、不図示の圧力計の指示に基づいて圧力調節弁５１１の開度を調節することにより、処理容器２０内の圧力雰囲気を例えば１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）以上、２６７Ｐａ（２０００ｍＴｏｒｒ）以下の範囲内に調節することが可能な能力を備えている。

以上に説明した条件のもと、ＣＯＦ_２とＯ_２との混合ガスをプラズマ化して被処理基板Ｓのプラズマエッチングを行う場合においても、安定なプラズマの形成、ＳｉＮ膜のエッチング速度の向上、アンダーカットの発生を抑制したコンタクトホール１０３の形状制御、ＴＦＴ部１ａとコンタクト部１ｂとを一括してエッチングする場合における信号線膜（ソース電極１６１、ドレイン電極１６２）の削られ防止、低真空ポンプを採用することによる設備コストの低減などの各種の効果を得ることができる。

ここで処理容器２０から排出された混合ガスは、同ガス中に含まれるＣＯＦ_２の殆どが除害装置５２にて捕集され、残るＯ_２が大気へと放出される。しかしながら、除害装置５２におけるＣＯＦ_２の捕集効率は１００％ではないので、僅かな量のＣＯＦ_２が大気へと放出される場合もある。このような場合においても、既述のようにＣＯＦ_２は温暖化係数が二酸化炭素と同等の物質であるため、環境に与える負荷を低く抑えることができる。

以上に説明した第１、第２の実施の形態に係るプラズマエッチング方法は、図１に示した被処理基板Ｓ上のＴＦＴ部１ａ、コンタクト部１ｂを一括してエッチングする場合に限らず、２つの領域を別々にエッチングする場合にも適用することができる。

また、処理容器２０の圧力を１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）以上に調節してプラズマを発生させる上述のプラズマ処理方法は、処理容器２０内にＯ_２のみを供給してレジスト膜１０１をアッシングして被処理基板Ｓから除去するプラズマアッシング方法にも適用できる。従来、プラズマアッシングが行われる例えば１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）よりも高い圧力雰囲気の下でアッシングを行うことにより、被処理基板Ｓ上に形成されたデバイスへのダメージが低く、高速のアッシング処理を行うことができる。

（実験１）
図４に記載のプラズマエッチング装置２と同等の構成のエッチング処理装置を用い、ＳＦ_６とＯ_２との混合ガスをプラズマ化して、表面にレジスト膜１０１がパターンニングされたＳｉＮ基板のエッチングを行い、ＳｉＮのエッチング速度（Ｅ／Ｒ）、レジスト膜１０１のアッシング速度（Ａ／Ｒ）、選択比（ＳｉＮのエッチング速度に対するレジスト膜１０１のアッシング速度の比）を測定した。高周波電源部４８からは１３．５６ＭＨｚ、３０００Ｗの高周波電力を３０秒間供給した。また載置台３の温度は２５℃に調節した。

Ａ．実験条件
（実施例１−１） ＳＦ_６を１００ｓｃｃｍ、Ｏ_２を６００ｓｃｃｍ供給し（体積比１：６）、処理容器２０内の圧力を１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）とした。
（実施例１−２） 処理容器２０内の圧力を１６０Ｐａ（１２００ｍＴｏｒｒ）とした点以外は（実施例１−１）と同様の条件とした。
（比較例１−１Ａ） 処理容器２０内の圧力を２６．７Ｐａ（２００ｍＴｏｒｒ）とした点以外は（実施例１−１）と同様の条件とした。
（比較例１−２Ａ） 処理容器２０内の圧力を５３．３Ｐａ（４００ｍＴｏｒｒ）とした点以外は（実施例１−１）と同様の条件とした。
（比較例１−３Ａ） 処理容器２０内の圧力を１０７Ｐａ（８００ｍＴｏｒｒ）とした点以外は（実施例１−１）と同様の条件とした。

Ｂ．実験結果
（実施例１−１〜１−２）、（比較例１−１Ａ〜１−３Ａ）の結果を図５に示す。図５の横軸は処理容器２０内の圧力を示しており、上段の数値は［ｍＴｏｒｒ］単位、下段の数値は［Ｐａ］単位で表示してある。右側の縦軸はＳｉＮのエッチング速度またはレジスト膜１０１のアッシング速度［ｎｍ／ｍｉｎ］を示しており、左側の縦軸はＳｉＮのエッチング速度に対するレジスト膜１０１のアッシング速度の比である選択比［−］を示している。

図５に示した白抜きのひし形のプロットは、各実施例、比較例におけるＳｉＮのエッチング速度を示しており、実線はその傾向線を示している。また黒塗りのひし形のプロットは、レジスト膜１０１（ＰＲ）のアッシング速度であり、破線はこの傾向線である。一方、黒塗りの三角のプロットは既述の選択比を示し、一点鎖線はこの傾向線を示している。ここで（比較例１−３Ａ）は同様の実験を２回行い、各プロットはこれらの実験結果の平均値を示し、エラーバーは、実際の実験結果の値を範囲表示で示してある。

図５に示したＳｉＮのエッチング速度の傾向を見ると、（比較例１−１Ａ）から（比較例１−３Ａ）へ向けて処理容器２０内の圧力を高くしていくと、これに伴ってＳｉＮのエッチング速度が上昇している。そして、（比較例１−３Ａ）から（実施例１−２）にかけては、エッチング速度の変化はほぼ横ばいとなっており、処理容器２０内の圧力を高くしてもエッチング速度の大幅な上昇は見られない。この傾向は、レジスト膜１０１のアッシング速度についても同様のことが言える。

一方、選択比については処理容器２０内の圧力を上げていくにつれて、ＳｉＮのエッチング量の方が比較的多くなり、（比較例１−１Ａ）から（比較例１−３Ａ）へかけて選択比は徐々に低下している。そして、（比較例１−３Ａ）から（実施例１−２）の範囲では選択比はほぼ横ばいとなっている。

図６（ａ）〜図６（ｃ）は、（比較例１−１Ａ〜１−３Ａ）と同様の条件で載置台３の温度を９０℃に調節した（比較例１−１Ｂ）〜（比較例１−３Ｂ）の各例におけるレジスト膜１０１及びＳｉＮ基板の拡大縦断面の写真を示している。また図７（ａ）〜図７（ｃ）は、ＳＦ_６の流量１００ｓｃｃｍ、Ｏ_２の流量４００ｓｃｃｍ（体積比１：４）にて（比較例１−１Ｂ〜１−３Ｂ）と同様の条件でＳｉＮ基板のエッチングを行った（比較例１−１Ｃ〜１−３Ｃ）の結果を表す拡大縦断面の写真である。

図６（ａ）〜図６（ｃ）の（比較例１−１Ｂ〜１−３Ｂ）と図７（ａ）〜図７（ｃ）の（比較例１−１Ｃ〜１−３Ｃ）との実験結果を比較すると、ＳＦ_６とＯ_２との体積比が１：４の（比較例１−１Ｃ〜１−３Ｃ）では、比較的顕著にアンダーカットの発生が観察されている。これに対して（比較例１−１Ｂ）ではアンダーカットは殆ど発生しておらず、また（比較例１−２Ｂ、１−３Ｂ）では若干のアンダーカットの発生が見られるがその程度は（比較例１−２Ｃ、１−３Ｃ）と比較して小さい。

これらのことから、ＳＦ_６に対するＯ_２の混合割合を増やしていくことにより、Ｏ_２の混合割合が小さい場合と比較してアンダーカットの発生の程度を抑えることができることが分かる。そしてこのことは、処理容器２０内の圧力が１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）以上の（実施例１−１、１−２）についても同様の傾向が言えると考えられる。

なおＳＦ_６に対するＯ_２の混合割合が体積比で１：６よりも小さい領域では、処理容器２０内の圧力を１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）以上まで高くしていくと、プラズマが不安定となるため、この圧力領域における（比較例１−１Ｃ〜１−３Ｃ）に対応する実験は行っていない。

（実験２）
ＬＣＤ用の量産基板にＳｉＮ膜形成し、その上面にレジスト膜１０１を塗布、パターニングして被処理基板Ｓを作成し、ＳｉＮ膜のプラズマエッチングを行った。プラズマエッチングにおいては、プラズマエッチング装置２と同等の構成のエッチング処理装置を用い、ＳＦ_６とＯ_２との混合ガスをプラズマ化してＳｉＮのエッチング速度（Ｅ／Ｒ）、レジスト膜１０１のアッシング速度（Ａ／Ｒ）、選択比（ＳｉＮのエッチング速度に対するレジスト膜１０１のアッシング速度の比）を測定した。高周波電源部４８からは１３．５６ＭＨｚ、３０００Ｗの高周波電力を３０秒間供給した。また、載置台３の温度は２５℃に調節した。

Ａ．実験条件
（実施例２−１） ＳＦ_６を１００ｓｃｃｍ、Ｏ_２を６００ｓｃｃｍ供給し（体積比１：６）、処理容器２０内の圧力を１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）とした。図８に示す被処理基板Ｓの「１〜１３」の数値を付した各点におけるＳｉＮ膜のエッチング量及びレジスト膜１０１のアッシング量を測定した。
（実施例２−２） 処理容器２０内の圧力を１６０Ｐａ（１２００ｍＴｏｒｒ）とした点以外は（実施例２−１）と同様の条件とした。
（実施例２−３） 処理容器２０内の圧力を２００Ｐａ（１５００ｍＴｏｒｒ）とした点以外は（実施例２−１）と同様の条件とした。
（比較例２−１） 処理容器２０内の圧力を１０７Ｐａ（８００ｍＴｏｒｒ）とした点以外は（実施例２−１）と同様の条件とした。

Ｂ．実験結果
（実施例２−１〜２−３）及び（比較例２−１）の結果を図９、図１０に示す。図９は被処理基板Ｓ上の計測点ごとのＳｉＮ膜のエッチング速度及びエッチング速度の面内均一性をプロットした結果を示している。図９の横軸は処理容器２０内の圧力を、上段に［ｍＴｏｒｒ］単位、下段に［Ｐａ］単位で表示してある。右側の縦軸はＳｉＮ膜のエッチング速度［ｎｍ／ｍｉｎ］を示しており、左側の縦軸は当該エッチング速度の被処理基板Ｓ面内における均一性［±％］を示している。エッチング速度の面内均一性は、以下の（１）式に基づいて算出した。面内均一性は、その値が小さいほどエッチング速度のばらつきが被処理基板Ｓの面内で小さいことを示している。
面内均一性［±％］＝±［｛（Ｅ／Ｒ）_ＭＡＸ−（Ｅ／Ｒ）_ＭＩＮ｝
／｛（Ｅ／Ｒ）_ＭＡＸ＋（Ｅ／Ｒ）_ＭＩＮ｝］×１００ …（１）
但し、（Ｅ／Ｒ）_ＭＡＸ；エッチング速度の最大値［ｎｍ／ｍｉｎ］、
（Ｅ／Ｒ）_ＭＩＮ；エッチング速度の最小値［ｎｍ／ｍｉｎ］である。

図９中、白抜きの丸のプロットは、図８に示した被処理基板Ｓの中央位置「７」の点のエッチング速度を示し、黒塗りの丸のプロットは図８のミドル位置「４、５、９、１０」の４点のエッチング速度の平均値を示している。また図８に示したエッジ位置「１、２、３、６、８、１１、１２、１３」の８つの点のエッチング速度は、エラーバーにて最大値及び最小値を範囲表示してある。アスタリスクのプロットは、被処理基板Ｓ全体の「１〜１３」までの各点のエッチング速度の平均値を示している。そして白抜きの三角のプロットは被処理基板Ｓ全体でのエッチング速度の面内均一性を表している。

また、図１０は被処理基板Ｓ平均でのＳｉＮ膜のエッチング速度、レジスト膜１０１のアッシング速度及び選択比を示しており、横軸、左右の縦軸及び各プロット並びに各傾向線の意味については、図５と同様である。

（実施例２−１〜２−３）、（比較例２−１）の結果についてまず図９に示したＳｉＮ膜のエッチング速度の傾向を見ると、中央位置、ミドル位置、エッジ位置及び全体平均のいずれについても（比較例２−１）から（実施例２−２）へと処理容器２０内の圧力を高くするにつれてＳｉＮ膜のエッチング速度が上昇している。これは、ＳｉＮ基板を用いた（実験１）の各実施例、比較例の結果と同様の傾向を示している。そしてさらに処理容器２０内の圧力を２００Ｐａ（１５００ｍＴｏｒｒ）まで上げた（実施例２−３）では、いずれの位置の計測結果も（実施例２−２）と比較してエッチング速度が小さくなった。

このようにＬＣＤ用の量産基板を用いた（実験２）では、エッチング速度は処理容器２０内の圧力を高くするに従い、上に凸のカーブを描く傾向が観察された。一方でエッチング速度の面内均一性については、エッチング速度とは反対に、処理容器２０内の圧力を高くするにつれて、下に凸のカーブを描く傾向が観察された。

このことは、ＳＦ_６とＯ_２との体積比を一定にした条件下においては、（実施例２−２）以下の圧力領域においては比較的安定なプラズマが形成され処理容器２０内の圧力を高くするにつれて、ＳｉＮ膜のエッチング速度も向上させることができることを示している。また処理容器２０内の圧力が（実施例２−２）の値を超えると、Ｏ_２によってプラズマを安定させる効果が相対的に小さくなり、偏ったプラズマが形成されて、ＳｉＮ膜のエッチング速度、面内均一性が共に低下するのではないかと解釈できる。

次に図１０に示した（実施例２−１〜２−３）、（比較例２−１）の結果を見ると、既述のようにエッチング速度の平均値は処理容器２０内の圧力に対して上に凸のカーブを描く一方、レジスト膜１０１のアッシング速度については処理容器２０内圧力の上昇と共に低下している。この結果、ＳｉＮ膜に対するレジスト膜１０１の選択比は、処理容器２０内の圧力を上げていくにつれて徐々に低下しており、（実施例２−２）から（実施例２−３）の範囲では選択比はほぼ横ばいとなっている。

図１０に示した結果においても、（実施例２−２）以下の圧力領域においては比較的安定なプラズマが形成され処理容器２０内の圧力を高くするにつれて、ＳｉＮ膜のエッチング速度が向上するのに伴って選択比が低下し、処理容器２０内の圧力が（実施例２−２）の値を超えると安定したプラズマが形成されにくくなってゆく結果、選択比が横ばいになるのではないかと考えられる。

図１１（ａ）〜図１１（ｃ）は、（実施例２−１〜２−３）の各例におけるレジスト膜１０１及びＳｉＮ膜の拡大縦断面写真を示している。図１１（ａ）、図１１（ｂ）に示した（実施例２−１、２−２）ではアンダーカットの発生は見られないが、図１１（ｃ）に示した（実施例２−３）では若干のアンダーカットの発生が観察された。但し、（実施例２−３）においてもアンダーカットの発生の程度は例えば図７（ａ）〜図７（ｃ）に示した（比較例１−１Ｃ〜１−３Ｃ）の場合と比較して小さい。

以上に示した（実験１）、（実験２）の結果を総合すると、ＳＦ_６とＯ_２との体積比を１：６とした場合においては、処理容器２０内の圧力を高くするにつれてＳｉＮのエッチング速度は向上する。そして、さらに処理容器２０内の圧力を高くするとＳｉＮのエッチング速度は横ばいになるか（ＳｉＮ基板を用いた（実験１）の場合）、上に凸のカーブを描いて減少に転じた（ＬＣＤの量産基板を用いた（実験２）の場合）。

これらのことからＳｉＮ膜のプラズマエッチングを行う圧力雰囲気は、ＳｉＮのエッチング速度が高止まりとなるか、凸のカーブを描いて減少する場合でも比較的エッチング速度が高い結果が得られた、１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）以上、２００Ｐａ（１５００ｍＴｏｒｒ）以下の範囲とすることが好ましいといえる。また、ＳＦ_６とＯ_２との体積比が１：２０を超えると、ＳＦ_６が少なくなりすぎて圧力を上げても殆どエッチングが進まなくなってしまうと考えられる。なお、好適なＳＦ_６とＯ_２との体積比の範囲は例えば１：６〜１：２０程度の範囲と考えられる。

（実験３）
図４に記載のプラズマエッチング装置２と同等の構成のエッチング処理装置を用い、ＣＯＦ_２とＯ_２との混合ガスをプラズマ化して、（実験１）と同様の条件でＳｉＮのエッチング速度（Ｅ／Ｒ）、レジスト膜１０１のアッシング速度（Ａ／Ｒ）、選択比（ＳｉＮのエッチング速度に対するレジスト膜１０１のアッシング速度の比）を測定した。

Ａ．実験条件
（実施例３−１） ＣＯＦ_２を３００ｓｃｃｍ、Ｏ_２を６００ｓｃｃｍ供給し（体積比１：２）、処理容器２０内の圧力を１６０Ｐａ（１２００ｍＴｏｒｒ）とした。
（実施例３−２） 処理容器２０内の圧力を２４０Ｐａ（１８００ｍＴｏｒｒ）とした点以外は（実施例３−１）と同様の条件とした。
（実施例３−３） 処理容器２０内の圧力を２５３Ｐａ（１９００ｍＴｏｒｒ）とした点以外は（実施例３−１）と同様の条件とした。
（比較例３−１） 処理容器２０内の圧力を１０７Ｐａ（８００ｍＴｏｒｒ）とした点以外は（実施例３−１）と同様の条件とした。

（実施例３−１〜３−３）、（比較例３−１）の結果を図１２及び図１３に示す。図１２はＳｉＮのエッチング速度、レジスト膜１０１のアッシング速度及び選択比を示しており、横軸、左右の縦軸及び各プロット並びに各傾向線の意味については既述の図１０と同様である。

図１３は、ＳｉＮ基板の中央位置のエッチング速度及び、コーナ部のエッチング速度のばらつきを示す図である。図１３の横軸は処理容器２０内の圧力を、上段に［ｍＴｏｒｒ］単位、下段に［Ｐａ］単位で表示してあり、縦軸は各位置におけるエッチング速度［ｎｍ／ｍｉｎ］を示している。図１３中、白抜きのひし形のプロットは、ＳｉＮ基板の中央位置のエッチング速度を示しており、エラーバーにて示した範囲は、ＳｉＮ基板のコーナ位置のエッチング速度のばらつき範囲を示している。

図１２を見ると、ＣＯＦ_２とＯ_２と混合ガスを用いた場合には、ＳｉＮのエッチング速度、レジスト膜１０１のアッシング速度のいずれについても、（比較例３−１）から（実施例３−３）へかけて処理容器２０内の圧力を高くしていくと、圧力の上昇にほぼ比例してエッチング速度及びアッシング速度が上昇しており、実験の範囲内ではこれらの速度が横ばいになる現象は観察されなかった。また選択比については処理容器２０内の圧力を高くしていくと、なだらかに選択比の値が小さくなっているが、ほぼ横ばいと言って良いほどの変化である。

これらのことは、実験を行った圧力範囲では、ＣＯＦ_２は比較的安定なプラズマを形成し、圧力の上昇をエッチング速度の向上に反映できた結果であると考えられる。このことは、図１３において、中央位置及びコーナ位置のいずれにおいてもほぼ同じエッチング速度で均一にエッチングが進行していることからも、ＳｉＮ基板面内で均一にプラズマエッチングを行うことが可能な安定なプラズマが形成されていることを確認できる。

図１４は（実施例３−２）におけるレジスト膜１０１及びＳｉＮ基板の拡大縦断面の写真を示しており、処理容器２０内の圧力を高くしてもアンダーカットが発生することなくＳｉＮ基板側にテーパ面を形成できていることが分かる。

図１２、図１３に示したように、（実験３）の結果から、ＣＯＦ_２とＯ_２との体積比を１：２とした場合においては、圧力雰囲気が１３３Ｐａ（１０００ｍＴｏｒｒ）以上の範囲では、およそ６０００Å／ｍｉｎ以上の高速でＳｉＮ膜のエッチングを行うことができる。そして、実験を行った範囲に近い２６７Ｐａ（２０００ｍＴｏｒｒ）以下の範囲では、エッチング速度が急激に低下したりすることなく、十分に速いエッチング速度が実現できると考えられる。また、ＣＯＦ_２とＯ_２との体積比が３：２０を超えると、ＣＯＦ_２が少なくなりすぎて圧力を上げても殆どエッチングがしなくなってしまうと考えられる。なお、好適なＣＯＦ_２とＯ_２との体積比の範囲は例えば１：２〜３：２０程度の範囲と考えられる。

Ｓ 被処理基板
１ａ ＴＦＴ部
１ｂ コンタクト部
１０１ レジスト膜
１０２ 開口部
１０３ コンタクトホール
１７ パッシベーション膜
２ プラズマエッチング装置
３ 載置台
４ 上部電極
４５ エッチングガス供給部
４６ 酸素供給部
５１ 真空ポンプ
５１１ 圧力調節弁
６ 制御部

Claims (5)

1. 上部から下部へ向かって開口面積が徐々に小さくなる開口部を備えたレジストパターンの下層側に形成された被処理基板上の窒化シリコン膜をプラズマエッチングする方法であって、
   前記被処理基板を処理容器内に搬入する工程と、
   この処理容器内に六フッ化硫黄と酸素との混合ガスを供給し、当該混合ガスを１３３Ｐａ以上、２００Ｐａ以下の範囲内の圧力雰囲気下でプラズマ化して、前記窒化シリコン膜をエッチングする工程と、を含むことを特徴とするプラズマエッチング方法。
2. 前記混合ガスは、六フッ化硫黄と酸素との体積比が１：６以上、１：２０以下の範囲内であることを特徴とする請求項１に記載のプラズマエッチング方法。
3. 上部から下部へ向かって開口面積が徐々に小さくなる開口部を備えたレジストパターンの下層側に形成された被処理基板上の窒化シリコン膜をプラズマエッチングする方法であって、
   前記被処理基板を処理容器内に搬入する工程と、
   この処理容器内に二フッ化カルボニルと酸素との混合ガスを供給し、当該混合ガスを１３３Ｐａ以上、２６７Ｐａ以下の範囲内の圧力雰囲気下でプラズマ化して、前記窒化シリコン膜をエッチングする工程と、を含むことを特徴とするプラズマエッチング方法。
4. 前記混合ガスは、二フッ化カルボニルと酸素との体積比が１：２以上、３：２０以下の範囲内であることを特徴とする請求項３に記載のプラズマエッチング方法。
5. エッチングにより形成される前記窒化シリコン膜の開口部が、上部から下部へ向かって開口面積が徐々に小さくなる形状であることを特徴とする請求項１または３に記載のプラズマエッチング方法。

Images